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一種板材激光沖擊鉚接模具、鉚接系統(tǒng)和激光沖擊鉚接方法與流程

文檔序號:11547844閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種板材激光沖擊鉚接模具,其特征在于:包括上模和下模,所述上模為凸模,上模的下表面構(gòu)成對板材的下壓面,且上模的材質(zhì)為透明的;所述上模的下表面或/和下端側(cè)面覆蓋有能量吸收層,或在板材待鉚接區(qū)域的上表面涂覆能量吸收層,能量吸收層中的物質(zhì)在激光照射時(shí),電離形成等離子體;

所述下模為凹模,凹模上設(shè)置有凹槽,凹槽的內(nèi)部寬度大于上端開口處的寬度,且所述凹槽由相對設(shè)置的兩部分組裝而成;

所述上模的下壓面的寬度小于所述凹槽的上端開口處寬度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板材激光沖擊鉚接模具,其特征在于:所述能量吸收層涂覆在板材的待鉚接區(qū)域的上表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板材激光沖擊鉚接模具,其特征在于:所述上模內(nèi)設(shè)置有激光束路徑改變結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)使激光束的方向改變至朝向所述能量吸收層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板材激光沖擊鉚接模具,其特征在于:所述激光束路徑改變結(jié)構(gòu)為反射結(jié)構(gòu),反射結(jié)構(gòu)包括反射面,反射面圍成棱錐或圓錐體。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板材激光沖擊鉚接模具,其特征在于:所述激光束路徑改變結(jié)構(gòu)為折射率改變段,折射率改變段的材料的折射率發(fā)生突變或漸變。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板材激光沖擊鉚接模具,其特征在于:所述折射率改變段內(nèi)包括至少兩種折射率不同的材料,兩種材料之間的分界面相對于激光的傳遞方向傾斜設(shè)置;

優(yōu)選的,所述分界面在上模內(nèi)部圍成棱錐狀結(jié)構(gòu)或圓錐狀結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板材激光沖擊鉚接模具,其特征在于:所述板材激光沖擊鉚接模具還包括夾持導(dǎo)向結(jié)構(gòu),夾持導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括上模板和導(dǎo)向板,上模板和導(dǎo)向板之間通過彈性元件連接,上模板的上表面設(shè)置有模柄,所述導(dǎo)向板上設(shè)置有通孔,所述上模的上端固定在上模板的下表面,上模的下端插入導(dǎo)向板的通孔里,上模的外壁與通孔的內(nèi)壁貼合設(shè)置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的板材激光沖擊鉚接模具,其特征在于:所述導(dǎo)向板中設(shè)置有涂料腔室,導(dǎo)向板的通孔的內(nèi)壁設(shè)置有涂覆口,所述涂料腔室與涂覆口連通;

優(yōu)選的,涂覆腔室的最低位置應(yīng)該高于涂覆口的位置,或與涂覆口的位置平齊,涂覆腔室的最低位置與涂覆口連通;

優(yōu)選的,涂覆腔室的底部為弧度結(jié)構(gòu),且弧度結(jié)構(gòu)的位于出料口的一端的位置最低。

9.一種板材激光沖擊鉚接系統(tǒng),其特征在于:包括控制裝置、激光器、壓力機(jī)和權(quán)利要求1-8任一所述板材激光沖擊鉚接模具,控制裝置分別與激光器和壓力機(jī)連接,所述板材激光沖擊鉚接模具的上模安裝在壓力機(jī)上,下模與上模相對安裝,激光器通過光路與上模的一端連接。

10.權(quán)利要求9所述的板材激光沖擊鉚接系統(tǒng)的板材激光沖擊鉚接方法,其特征在于:包括如下步驟:

1)將下模進(jìn)行組裝固定,形成凹槽;

2)在凹槽的上表面疊放待鉚接板材,使板材的待鉚接區(qū)域與凹槽的開口相對設(shè)置;

3)調(diào)整上模的位置,使上模與凹槽的開口相對設(shè)置;

4)對上模施加壓力,使上模向下模運(yùn)動(dòng),上模使板材產(chǎn)生拉深成形,使板材在凹槽內(nèi)形成凸起;

5)打開激光器,激光束在上模的內(nèi)部傳遞,激光照射在預(yù)涂在上模端部的能量吸收層或預(yù)涂在板材待鉚接區(qū)域的能量吸收層,能量吸收層中的物質(zhì)激發(fā)產(chǎn)生等離子體,等離子體在板材與上模壁之間的狹小空間內(nèi)迅速聚集并爆炸,產(chǎn)生沖擊力,將板材上形成的凸起進(jìn)一步拉伸,在凹槽的約束作用下,形成鉚接結(jié)構(gòu);

6)將下模進(jìn)行拆卸,將鉚接好的板材從凹槽中取出。

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